食品中的丙烯酰胺及其控制

□ 呂 晴 揚(yáng)州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院 劉海波 揚(yáng)州大學(xué)電氣與能源動力工程學(xué)院蔣云升 王 可 揚(yáng)州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院

在人均可支配收入持續(xù)增長的條件下，人們對于食物的追求從“吃得飽”逐漸演變?yōu)榱恕俺缘煤谩薄＿^度追求味覺與嗅覺的刺激會導(dǎo)致鈉超標(biāo)、致癌物的攝入等問題。更多的人主動關(guān)注食品的營養(yǎng)與質(zhì)量安全問題，其中影響健康的有害物質(zhì)如丙烯酰胺在1994 就被世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)列入Ⅱ類致癌物的清單[1]。由丙烯酰胺引起的社會食品安全問題得到相關(guān)行業(yè)廣泛科研人員的重視，在來源、形成及毒性等方面都獲得了理論信息。

1 丙烯酰胺污染現(xiàn)狀

富含淀粉的食物如馬鈴薯、山芋等經(jīng)過高溫加工后均會生成丙烯酰胺。周宇等[2]對中國市場上常見的11 種油炸及烘烤食品進(jìn)行丙烯酰胺檢測分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這11 種被檢測食品均含有較高含量的丙烯酰胺。其中，丙烯酰胺含量最低的雪餅，仍高達(dá)7 μg/kg，而薯片的丙烯酰胺含量最高，平均值為559 μg/kg。此外，由于使用聚丙烯酰胺作為絮凝劑處理飲用水，因此水中也可能會存在丙烯酰胺殘留[3]。

2 丙烯酰胺的危害

丙烯酰胺具有明確的神經(jīng)毒性及潛在的致癌、發(fā)育、遺傳及生殖毒性。丙烯酰胺的神經(jīng)毒性常作用于神經(jīng)末梢，通過影響周圍和中樞神經(jīng)的突觸傳遞從而對人體造成損傷[4]。研究表明丙烯酰胺可以引起氧化應(yīng)激反應(yīng)，使細(xì)胞內(nèi)氧化自由基的產(chǎn)生速率高于消耗速率，導(dǎo)致氧化還原失衡。而氧化應(yīng)激反應(yīng)又參與了由丙烯酰胺誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡與神經(jīng)炎癥，促進(jìn)丙烯酰胺的神經(jīng)毒性作用[5]。古梓婷等對丙烯酰胺中毒大鼠坐骨神經(jīng)髓鞘進(jìn)行毒性損傷分析，發(fā)現(xiàn)丙烯酰胺可能使外周膜蛋白髓鞘堿性蛋白（MBP）與施萬細(xì)胞上的跨膜蛋白髓鞘關(guān)聯(lián)糖蛋白（MAG）表達(dá)量下降，從而導(dǎo)致髓鞘修復(fù)能力下降，最終引發(fā)如麻木、感覺過敏、運(yùn)動功能不全等神經(jīng)性癥狀[6]。

丙烯酰胺進(jìn)入體內(nèi)以后，通過細(xì)胞色素P450 中的氧化酶作用轉(zhuǎn)化為環(huán)氧丙酰胺[7]。環(huán)氧丙酰胺能夠直接引起DNA 突變[8]，相對丙烯酰胺更容易與DNA 中的鳥嘌呤結(jié)合為加合物，并且具有顯著的累積效應(yīng)。

3 丙烯酰胺的產(chǎn)生

食品加工過程中以天冬酰胺為主要氨基酸的美拉德反應(yīng)會產(chǎn)生丙烯酰胺[9]。美拉德反應(yīng)是還原糖與氨基酸、蛋白質(zhì)之間的反應(yīng)，經(jīng)過復(fù)雜的中間反應(yīng)最終形成棕色或棕黑色的擬黑素以及一些風(fēng)味物質(zhì)。它常見于日常生活中的各種烹制手段中，也就導(dǎo)致了丙烯酰胺存在普遍性。有研究表明[10]，天冬酰胺酶的添加可以減少丙烯酰胺的產(chǎn)生，且效果明顯，佐證了天冬酰胺是影響丙烯酰胺的產(chǎn)生的重要因素。而富含油脂的物質(zhì)在加熱的過程中，會產(chǎn)生中間產(chǎn)物丙烯醛，丙烯醛能與其他物質(zhì)反應(yīng)生成丙烯酰胺[11]。

4 丙烯酰胺的控制

4.1 降低丙烯酰胺的含量

通過在食品中添加物質(zhì)起到減少丙烯酰胺生成的作用，是目前在工業(yè)中常應(yīng)用的一種方式。吳本陽等的試驗(yàn)研究了模式美拉德反應(yīng)產(chǎn)物對面包中丙烯酰胺生成量的影響[12]，發(fā)現(xiàn)添加低濃度的模式美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、合適濃度的精氨酸與葡萄糖可以顯著抑制面包中丙烯酰胺的產(chǎn)生。邱朝坤等對天冬酰胺/葡萄糖低濕模擬反應(yīng)體系中生成丙烯酰胺的最佳反應(yīng)與提取條件進(jìn)行研究[13]，也證明了不同配比的添加劑對丙烯酰胺的生成能產(chǎn)生明顯的影響。通過調(diào)整配方及生產(chǎn)體系，可以在工業(yè)生產(chǎn)上有效抑制丙烯酰胺的產(chǎn)生。

國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了可以抑制丙烯酰胺成分的天然活性成分。目前能夠起到有效抑制作用的香辛料提取物有具有生物活性的天然生姜成分、皮坤胡辣椒提取物、迷迭香提取物等。水果提取物中的多酚類物質(zhì)與苯丙蘇素類化合物有較強(qiáng)的抑制效果。葉莖類提取物中的竹葉提取物、綠茶提取物中的沒食子兒茶素沒食子酸酯與橄欖葉提取物均在抑制丙烯酰胺方面有良好作用。谷豆類提取物中存在于谷物外層的游離氨基酸和各類原花青素可以起到抑制丙烯酰胺生成的作用，其中經(jīng)濟(jì)效益較高的黑花生衣提取物是理想的抑制劑[14]。

4.2 降低丙烯酰胺的毒性

丙烯酰胺會導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生氧自由基，從而造成細(xì)胞的氧化損傷。大蒜素對丙烯酰胺引起的肝腎損傷能夠起到保護(hù)作用，且對自由基有一定清除作用。它增強(qiáng)了谷胱甘肽S—轉(zhuǎn)移酶的活性，從而降低了環(huán)氧丙酰胺所引起的細(xì)胞氧化壓力的升高[7]。賈會等研究了蘆丁對丙烯酰胺染毒大鼠胼胝體髓鞘蛋白表達(dá)的影響[15]，發(fā)現(xiàn)蘆丁抑制了大鼠染毒后引起的胼胝體髓鞘堿性蛋白及髓鞘蛋白脂蛋白的減少，從而能夠起到保護(hù)作用。但降低丙烯酰胺毒性的明確機(jī)理與安全性研究大多停留在實(shí)驗(yàn)階段，尚未在實(shí)際的食品生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

4.3 加強(qiáng)對丙烯酰胺的監(jiān)管

國內(nèi)外尚未有完善的法律條文限制丙烯酰胺的含量，目前需要加強(qiáng)對丙烯酰胺的監(jiān)測。對于丙烯酰胺的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測已被納入2020 年食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測計(jì)劃中，對人群中丙烯酰胺的暴露水平也需要進(jìn)行及時(shí)的更新評估[16]，為建立丙烯酰胺的限量值提供可靠的依據(jù)。

5 小結(jié)

自從丙烯酰胺的毒性被發(fā)現(xiàn)后，食品安全行業(yè)工作者致力于探尋降低食物中丙烯酰胺毒性或含量的理想方法。目前雖然有各種實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了相對有效的方法，但無法從根源上解決丙烯酰胺的污染問題，且國內(nèi)外仍然缺少對丙烯酰胺進(jìn)行有效監(jiān)管的體系。未來的研究重點(diǎn)將集中在：發(fā)現(xiàn)既可以有效抑制丙烯酰胺含量，又能在實(shí)際生產(chǎn)中不改變已有食品風(fēng)味的低成本添加劑；研究抑制丙烯酰胺毒性的機(jī)理，為工業(yè)化生產(chǎn)安全的生物控制劑提供成熟的理論基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)高效、安全的丙烯酰胺污染治理。